优化方案必修重力势能.ppt

基础知识梳理二、重力势能
1.定义：物体由于________而具有的能量.
2.大小：物体的重力势能等于它所受_____与所处______的乘积，表达式为_________.
3.单位：_______，与功的单位相同.
4.重力做功与重力势能变化的关系
表达式：WG=Ep1-Ep2（1）当物体从高处运动到低处时，重力做_____功，重力势能_______，即WG>0,Ep1>Ep2.
（2）当物体由低处运动到高处时，重力做___功，重力势能______，即WG<0,Ep1<Ep2.重力做负功也叫做物体克服__________.
三、重力势能的相对性
1.参考平面：物体的重力势能总是相对于某一________来说的，这个________叫做参考平面，在参考平面，物体的重力势能等于0.2.参考平面的选取：
（1）选择不同的参考平面，物体的重力势能数值_____，但物体在某固定的两点间的重力势能的差值______.
（2）参考平面上方的物体重力势能为正，下方的物体重力势能为负，负号表示物体在这个位置具有的重力势能比在参考平面上具有的少.
说明：选择哪一个面为参考平面，要根据具体情况而定，一般是以解决问题方便为原则.四、势能是系统所共有的
重力势能不是地球上的物体单独具有的，重力势能是地球与物体所组成的“系统”共有的.
说明：任何一种形式的势能，如分子势能、电势能等都是系统所共有的.核心要点突破又由于重力对一个物体来说是恒力，根据恒力做功公式W=Flcosα可得W=mglcosα=mgh=mg（h1-h2）=mgh1-mgh2,可见重力做功与路径无关.
综上所述：重力对物体所做的功只跟物体初末位置的高度有关，跟物体运动的路径无关.二、对重力势能的理解
1.重力势能具有相对性
重力势能的表达式Ep=mgh中的h是指物体重心到参考平面的高度，因此重力势能的大小与参考平面的选取有关，在参考平面以上为正值，以下为负值，位于参考平面时为零.
2.重力势能参考平面的选取是任意的
视处理问题的方便而定，一般选取地面或物体运动时所达到的最低点所在平面为零势能参考平面.3.重力势能的变化是绝对的
尽管重力势能的大小与参考平面的选取有关，但重力势能的变化量与参考平面的选取无关.
4.重力势能是系统共有的
倘若没有地球，就谈不上重力，那么物体也就不可能具有重力势能.所以，严格来说，重力势能是地球和物体所组成的“系统”共有的，而不是物体单独具有的.特别提醒
重力势能是标量，只有大小没有方向，但有正、负，其正、负表示与参考平面上物体势能的相对大小.
三、重力做功与重力势能变化的关系
物体的高度变化时，重力要做功，重力势能的改变与重力做功有关.重力势能的改变只由重力做功引起.如图7-4-2，质量为m的物体，
由A点下落到B点，A点高度
为h1,B点高度为h2.在这个
过程中，重力做功
WG=mgh1-mgh2=mgΔh.
在这个过程中重力势能的
改变量ΔEp=EpB-EpA,所以重力做功和重力势能改变量的关系为WG=-ΔEp.
这也正好说明了重力做正功，重力势能减小，而重力做负功，重力势能增加的道理.特别提醒
重力势能变化的多少是由重力做功来唯一量度的，跟物体所处的运动状态及是否受其他力或其他力是否做功无关.课堂互动讲练【解析】法一：根据重力做功的特点，重力做功只与AD的高度差有关.
即WG=mg(h-h/3)=2mgh/3.
法二：根据重力做功与重力势能变化的关系来求.规定地面为参考平面，
则：WG=-(mgh/3-mgh)=2mgh/3.
【答案】2mgh/3【点评】重力做功与物体运动的路径无关，只与初末位置的高度差有关，这一点尤其在解一些往复运动或多个过程的问题时，可以省去大量的中间步骤，使得解题单刀直入、一步求解，富于灵活性.【解析】根据重力势能的定义式，以二楼地面为参考平面：Ep=0.
以楼外地面为参考平面：
Ep=mgh=20×10×5J=103J.
以二楼地面为参考平面：
ΔEp=Ep2-Ep1=mgh1-0=20×10×1J=200J.
以楼外地面为参考平面：
ΔEp=Ep2-Ep1=mg（h+h1）-mgh
=mgh1=20×10×1J=200J.【答案】0103200200
【点评】重力势能具有以下几个特点：
（1）重力势能的正负表示物体在参考平面以上还是以下，其正负表示重力势能大小；
（2）重力势能的大小与参考平面的选取有关，但重力势能的变化是绝对的，与参考平面的选取无关；
（3）重力势能是物体与地球所共有的.解析：选AB.重力势能是由物体和地球的相对位置所决定的，由地球和物体所共有，所以A、B正确；由于重力势能的大小与参考平面的选取有关，所以重力势能等于零，不等于没有对外做功的本领，所以C错误；只有选地面为参考平面时，地面上的物体的重力势